Linux云计算之网络根本2——网络地点

目录
一、进制转换
1、十进制
2、二进制
3、十六进制
4、八进制
5、进制之间的相互转换
二、逻辑代数
1、与运算(逻辑与)
2、逻辑或运算
3、逻辑非(反运算)
三、ip地点和子网掩码
1、ip地点概念和剖析
2、IP地点的分类
3、有用的IP地点
4、子网掩码
四、公有地点和私有地点
1、公有地点和私有地点
五、训练

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一、进制转换

• 在计算机底层通信，以及数据处置处罚都是采用的二进制，也就是1和0传递信号，因此进制转换是非常重要的知识点
  
• 数制，也称进制或计数制，是指一组固定的符号和同一的规则来表示数值的的方法
  

1、十进制

• 十进制 (手指) 用D表示
  
• 以10为基数 (0，1，2，3，4，5，6，7，8，9）
  
• 计数规律：逢十进一
  
• 权：基数的幂，即10的n次幕，10的0次方开头
  

2、二进制

• 用B表示，比方:1000101B，
  
  
  
• 创始人：莱步尼茨，德国哲学家、数学家，发明了微积
  
• 二进制和八卦的关系
  
• 计算机引入二进制：现代计算机之父(冯*诺依曼) ，冯诺依曼体系布局
  
• 哈弗布局 (嵌入式计算机)
  
• 以2为基数的计数体制
  
• 特点---系数 0，1
  
• 计数规律：逢二进一，1+1=(10) 2
  
• 权：2的n次幂
  

3、十六进制

• 用H来表示：1eH
  
• 界说：以16为基数的计数体制，简称为十六进制
  
• 特点：0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，A，B，C，D，E，F
  
• 20=十进制32 10H=16D
  
• 权：16的n次幂
  

4、八进制

• 用O表示 1270
  
• 界说：以8为基数的计数体制简称为八进制
  
• 特点：系： 0、1、2、3、4、5、6、7 逢八进1
  
• 权：8的n次幂
  

5、进制之间的相互转换

• 任意进制数转换成十进制数
  
  
  
  • 方法：按权展开求和
    
    
    
    • 案例1：二进制转十进制
      
    • 案例2：十六进制转十进制
      
    • 案例3：八进制转换成十进制
      
    
    
  
  
• 十进制转换为其他进制
  
  
  
  • 方法：除基取余逆排法，使用该十进制数，除以基数，依次反复举行，直到商为0 (商为整数)
    
    
    
    • 案例1：十进制转换二进制——53D转换二进制
      
      
      
      • 将十进制数 53 除以 2，得商 26，余数 1。
        
      • 将商 1 除以 2，得商 0，余数 1。
        
      • 将商 3 除以 2，得商 1，余数 1。
        
      • 将商 6 除以 2，得商 3，余数 0。
        
      • 将商 13 除以 2，得商 6，余数 1。
        
      • 将商 26 除以 2，得商 13，余数 0。
        
      • 结果：
        
        
        
        • 53（十进制）转换为二进制为 110101。
          
        
        
      
      
    • 案例2：十进制转换十六进制——50转换成十六进制
      
    • 案例3：十进制转换八进制——557转换成八进制
      
    
    
  
  

二、逻辑代数

• 逻辑代数是分析和设计逻辑电路的数学根本
  
• 逻辑代数是由英国科学家乔治·布尔建立的，故称布尔代数
  

1、与运算(逻辑与)

• 
  
  
  
• 当一个事情的几个条件全具备，这个变乱才允许发生(比方上面两种条件)
  
• 如多条件与运算，也是全部满足才可举行
  
• 逻辑与运算的短路运算：一旦条件为假，后面短路
  
• 二进制数值举行与运算
  
• 两个多位二进制数，举行按位与运算，右侧对齐，对应的位分别举行
  

2、逻辑或运算

• 
  
  
  
• 当一件事情的几个条件中只要有一个条件得到满足，则事情会发生。
  
• 逻辑或运算的短路运算
  
• 一旦前面条件为真，后面短路
  

3、逻辑非(反运算)

• 
  
  
• 事情的发生是以其相反的条件为依据的
  
• 多位二进制数按位取反
  

三、ip地点和子网掩码

1、ip地点概念和剖析

• IP地点（Internet Protocol Address）是用于在网络中唯一标识设备的地点，它是网络通信中的重要构成部门。IP地点通常被表示为四个十进制数，每个数的取值范围是0到255，它们之间用点号（.）分隔，比方：192.168.1.1。
  
• IP地点分为IPv4和IPv6两种版本，其中IPv4地点是32位的二进制数，通常以点分十进制表示，而IPv6地点是128位的二进制数，通常以冒号分隔的八组十六进制数表示。
  
• IP地点的剖析涉及到以下几个方面：
  
  
  
  • IP地点的分类：
    
    
    
    • 不同类别的IP地点可以用于不同规模的网络和不同的用途，比方A类地点用于大型网络，B类地点用于中型网络，C类地点用于小型网络，D类地点用于组播，E类地点保存未用。
      
    • IP地点根据其网络部门和主机部门的长度以及用途，被分为不同的类别，重要有A、B、C、D和E五类。
      
    
    
  • 子网掩码：
    
    
    
    • 子网掩码用于划分网络地点和主机地点的边界，指示哪些位是网络位，哪些位是主机位。
      
    • 子网掩码通常与IP地点一起使用，用于确定IP地点的网络部门和主机部门。
      
    • 常见的子网掩码包括255.0.0.0（用于A类地点）、255.255.0.0（用于B类地点）和255.255.255.0（用于C类地点）等。
      
    
    
  • 网络地点和主机地点：
    
    
    
    • 网络地点是IP地点的网络部门，用于标识一个网络，主机地点是IP地点的主机部门，用于标识网络中的详细设备。
      
    • 通过子网掩码可以将IP地点分割为网络地点和主机地点。
      
    
    
  • 域名剖析：
    
    
    
    • 域名剖析是将域名转换为对应的IP地点的过程，通常通过域名系统（DNS）来完成。
      
    • 当用户在浏览器中输入一个域名时，浏览器会向DNS服务器发送哀求，获取该域名对应的IP地点，然后才能创建连接。
      
    
    
  • 逆向剖析：
    
    
    
    • 逆向剖析是根据IP地点查找对应的域名的过程，通常通过逆向域名剖析（PTR记载）来完成。
      
    • 逆向剖析可以用于查找特定IP地点的所有域名，以及确定某个IP地点的所有者信息。
      
    
    
  
  

2、IP地点的分类

• IANA组织规定IP地点分为A、B、C、D、E五类网址，每一类有不同的划分规则。 (取决于标识位，来到达区分网络位和主机位)
  
• 类表示ip地点的范围不一样，可以决定网络子网的大小。
  
• ipv4
  
• 
  
  
• 各类地点范围
  
  
  
  • 
    
    
  
  

3、有用的IP地点

• IP地点点分十进制最后一位不能为0，通常用于表示整个网络的地点范围，而不会分配给详细的设备使用。
  
  
  
  • 比方：192.168.1.0是网络号 (网段地点)
    
  
  
• 点分十进制表示法的最后一位不能为255，通常用作广播地点，用于向整个网络中的所有设备发送消息，而不分配给单个设备使用。
  
  
  
  • 比方: 192.168.1.255
    
  
  
• A类地点范围是从 1.0.0.0 到 126.255.255.255
  
  
  
  • 其中的一部门地点是保存地点，如 0.0.0.0 用于表示不确定的地点，因此这些地点不能用于分配给设备使用。
    
  
  
• B类地点都可使用
  
• C类地点范围中的 127.0.0.1 是保存的特殊地点，用作本地回环地点，用于测试网络设备和软件的连接，而不分配给实际的设备使用。
  
• 
  
  

4、子网掩码

• 子网掩码是指定一个IP地点的哪些位标识的是主机地点的子网，以及哪些位标识的是主机的位掩码。
  
• 子网掩码不能单独存在，它必须结合IP地点一起使用。
  
• 子网掩码只有一个作用，就是将某个IP地点划分成网络地点和主机地点两部门。 (用来确定网
  络地点，是否在一个子网，如果网络地点同等，则在同一子网)
  
• 子网掩码也是由32个二进制位表示，比方：11111111.11111111.11111111.00000000
  
• IP地点网络部门以1表示，主机部门用0表示
  
• IP地点和子网掩码作逻辑“与”运算得到网络地点
  
  
  
  • 比方，11000000.10101000.00000001.10111101 与                                                                       11111111.11111111.11111111.00000000  
    
  
  
• 如何确定两个IP地点是否再同一网络，唯一的判定标准
  
  
  
  • 拿IP地点和指定的子网掩码做与运算，结果一模一样，即默认在同一网络
    
  
  
• 通常情况下，子网掩码的简化写法
  
  
  
  • 192.168.1.5/24、10.10.64.128/12、255.240.0.0 10.0.0,0/12、10.30.64.128/12、10.16.0.0/12
    
  
  
• VLSM (可变长子网掩码)和CIDR (无类域间路由)详解
  
  
  
  • VLSM（可变长子网掩码）：
    
    
    
    • VLSM是一种允许在一个网络中使用不同子网掩码的技能，即允许对不同的子网使用不同长度的子网掩码。
      
    • 在传统的子网划分中，所有子网必须使用雷同长度的子网掩码，这样会导致一些子网浪费了大量的IP地点。
      
    • 使用VLSM技能，网络管理员可以根据每个子网的须要分配不同长度的子网掩码，从而更准确地划分IP地点空间，制止浪费，提高地点使用率。
      
    • 通过VLSM表示法，可以机动地划分IP地点空间
      
      
      
      • 假设有一个网络使用了192.168.1.0/24地点空间，但须要划分为两个子网，一个用于主机，另一个用于服务器。这时可以使用VLSM表示法来划分地点空间：
        
        
        
        • 子网1：192.168.1.0/25，可用地点范围为192.168.1.1到192.168.1.126，用于主机。
          
        • 子网2：192.168.1.128/25，可用地点范围为192.168.1.129到192.168.1.254，用于服务器。
          
        
        
      
      
    
    
  • CIDR（无类域间路由）：
    
    
    
    • CIDR是一种用于对IP地点举行聚合和汇总的技能，它不再依赖于传统的A、B、C类地点划分，而是使用前缀长度表示IP地点的范围。
      
    • 在CIDR中，IP地点和其对应的前缀长度用斜线“/”分隔，比方，192.168.1.0/24 表示了一个具有24位前缀长度的子网。
      
    • CIDR表示法使网络管理员可以更准确地划分IP地点空间，根据实际需求来分配IP地点，淘汰了地点的浪费，并简化了网络配置和管理。
      
      
      
      • 假设有一个IPv4地点空间为 10.20.30.0/24，我们可以将这个地点空间进一步划分为多个子网：
        
        
        
        • 子网1：10.20.30.0/26，包含地点范围为 10.20.30.0 - 10.20.30.63，用于主机A。
          
        • 子网2：10.20.30.64/26，包含地点范围为 10.20.30.64 - 10.20.30.127，用于主机B。
          
        • 子网3：10.20.30.128/26，包含地点范围为 10.20.30.128 - 10.20.30.191，用于服务器。
          
        • 子网4：10.20.30.192/27，包含地点范围为 10.20.30.192 - 10.20.30.223，用于网络设备。
          
        • 子网5：10.20.30.224/28，包含地点范围为 10.20.30.224 - 10.20.30.239，用于其他用途。
          
        
        
      
      
    
    
  
  

四、公有地点和私有地点

1、公有地点和私有地点

• 概念及作用
  
  
  
  • 公有地点是指可以直接在互联网上使用的IP地点，由互联网注册管理机构（如IANA）分配给互联网服务提供商（ISP）或组织。公有地点是环球唯一的，并且可以通过路由器直接访问互联网。
    
  • 私有地点是专门保存用于内部网络使用的IP地点范围，不被分配给公共互联网使用。私有地点重要用于内部网络通信，比方家庭网络、企业内部网络或组织内部网络。
    
  
  
• 私有地点范围
  
  
  
  • 私有地点范围是指专门为私有网络保存的一组IP地点，它们不会在环球范围内被路由器转发。根据RFC 1918，私有地点范围包括以下三个地域：
    
    
    
    • 10.0.0.0/8
      
    • 172.16.0.0/12
      
    • 192.168.0.0/16
      
    
    
  
  
• 特殊地点
  
  
  
  • 保存地点：一些IP地点被保存，用于特殊用途
    
    
    
    • 回环地点（Loopback Address）：用于本地主机举行自我测试和通信，通常表示为 127.0.0.1。其他回环地点范围包括 127.0.0.2 到 127.255.255.254。
      
    • 测试地点：比方 192.0.2.0/24、198.51.100.0/24 和 203.0.113.0/24，这些地点用于文档、教育和测试目的，不会在实际网络中使用。
      
    • 自动分配私有地点：特定的IP地点范围（比方169.254.0.0/16），用于在网络无法获取DHCP服务器或手动配置IP地点时，设备自动分配IP地点给自己。
      
    
    
  • 广播地点：
    
    
    
    • 有限广播地点（Limited Broadcast Address）：比方 255.255.255.255，在本地网络中用于向所有设备广播消息。
      
    • 子网广播地点（Subnet Broadcast Address）：用于在特定子网内广播消息的地点，通常是网络地点范围内的最大地点，如192.168.1.255。
      
    
    
  • 多播地点
    
    
    
    • 用于将数据包传输到一组特定的主机，而不是所有主机。多播地点的范围是224.0.0.0到239.255.255.255。
      
    
    
  
  
• 补充知识点
  
  
  
  • 反掩码（Inverted Subnet Mask）：反掩码是子网掩码的反向形式。在反掩码中，网络位为0，主机位为1。它通常用于指定网络范围的起始地点和竣事地点
    
  • 地点转换技能：在私有网络中，当须要与公共互联网举行通信时，通常会使用地点转换技能（如NAT）将私有地点转换为公有地点，以实现内部网络与外部网络的通信。
    
  • 子网划分：在设计网络时，可以使用子网划分技能将网络划分为多个子网，以更好地管理IP地点并提高网络安全性。
    
  • IP地点管理（IPAM）：IP地点管理是一种用于规划、分配和管理IP地点的方法和工具。它可以资助网络管理员有用地管理大量的IP地点，防止地点冲突和浪费。
    
  
  

五、训练

• 训练1：进制转换：
  ①将1100 0110B转换为十六进制数字
  
  
  
  
  ②将756D转换为二进制数字
  
  
  
  
  ③：将899aH转换为十进制
  
  
  
  
• 训练2：请将以下32位的IPV4地点转换为点分十进制的形式
  1、00001010.11111111.01011010.11001100
  
  
  
  
  2、10101101.10001001.11001100.00001011
  
  
  
  3、11100101.00011001.01010111.10100000
  
  
  
• 训练3：根据下列IP地点举行填空
  
  
  • 127.1.2.3 类别__A___ 是否可以指派给主机__否__ 默认掩码/前缀___8___
    
    
    
  • 1.2.3.4 类别__A___ 是否可以指派给主机__是__ 默认掩码/前缀___8____
    
    
    
  • 126.255.255.255 类别__A___ 是否可以指派给主机__否__ 默认掩码/前缀___8____
    
    
    
  • 196.2.3.8 类别__C___ 是否可以指派给主机__是__ 默认掩码/前缀___24_____
    
    
    
  
  
• 训练4：
  IP地点172.35.22.77
  ①：其默认的子网掩码是多少？在默认的子网划分范围之内，能否直接和172.34.29.76通信？
  
  
  
  
  ②：规定其子网掩码为255.255.248.0 请写出其IP地点的子网的网络号（网段），并判定是否可以和172.35.30.88举行通信，并写出此局域网中最多允许有多少台主机？
  
  
  
  
  ③：在不同的局域网中，此IP地点能否可以重复使用？
  
  
  
  
  ④：在测试自己主机的网络时，本地回环的IP地点是多少？
  
  
  
  
• 训练5：已知的地点198.14.35.7/20是已经实现聚合链路CIDR地点聚集的一个地点，请写出这个聚合网络中的子网掩码（点分十进制），最小可分配地点，最大可分配地点，可分配的地点总数量。最后判定是否和198.14.43.230/20直接通信
  
  
  
  

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